JP5448310B2 - 排気浄化装置 - Google Patents
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Description
本発明は、排気浄化装置に関するものである。
ディーゼルエンジンから排出されるパティキュレート（Particulate Matter：粒子状物質）は、炭素質から成る煤分と、高沸点炭化水素成分から成るＳＯＦ分（Soluble Organic Fraction：可溶性有機成分）とを主成分とし、更に微量のサルフェート（ミスト状硫酸成分）を含んだ組成を成すものであるが、この種のパティキュレートの低減対策としては、排気ガスが流通する排気管の途中に、パティキュレートフィルタを装備することが従来より行われている。
前記パティキュレートフィルタは、コージェライト等のセラミックから成る多孔質のハニカム構造となっており、格子状に区画された各流路の入口が交互に目封じされ、入口が目封じされていない流路については、その出口が目封じされるようになっており、各流路を区画する多孔質薄壁を透過した排気ガスのみが下流側へ排出されるようにしてある。
そして、排気ガス中のパティキュレートは、前記多孔質薄壁の内側表面に捕集されて堆積するので、目詰まりにより排気抵抗が増加しないうちにパティキュレートを適宜に燃焼除去してパティキュレートフィルタの再生を図る必要があるが、通常のディーゼルエンジンの運転状態においては、パティキュレートが自己燃焼するほどの高い排気温度が得られる機会が少ない為、酸化触媒を一体的に担持させた触媒再生型のパティキュレートフィルタの採用が検討されている。
即ち、このような触媒再生型のパティキュレートフィルタを採用すれば、捕集されたパティキュレートの酸化反応が促進されて着火温度が低下し、従来より低い排気温度でもパティキュレートを燃焼除去することが可能となるのである。
ただし、斯かる触媒再生型のパティキュレートフィルタを採用した場合であっても、排気温度の低い運転領域では、パティキュレートの処理量よりも捕集量が上まわってしまうので、このような低い排気温度での運転状態が続くと、パティキュレートフィルタの再生が良好に進まずに該パティキュレートフィルタが過捕集状態に陥る虞れがある。
そこで、パティキュレートフィルタの前段に、フロースルー型の酸化触媒を別途配置し、パティキュレートの堆積量が増加してきた段階で前記酸化触媒より上流側の排気ガス中に燃料を添加してパティキュレートフィルタの強制再生を行うことが考えられている。
つまり、パティキュレートフィルタより上流側で添加された燃料（ＨＣ）が前段の酸化触媒を通過する間に酸化反応し、その反応熱で昇温した排気ガスの流入により直後のパティキュレートフィルタの触媒床温度が上げられてパティキュレートが燃やし尽くされ、パティキュレートフィルタの再生化が図られることになる。
この種の燃料添加を実行するための具体的手段としては、圧縮上死点付近で行われる燃料のメイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い非着火のタイミングでポスト噴射を追加することで排気ガス中に燃料を添加すれば良い。
尚、斯かるパティキュレートフィルタの強制再生に関連する先行技術文献情報としては本発明と同じ出願人による下記の特許文献１等がある。
特開２００３−１９３８２４号公報
しかしながら、ディーゼルエンジンの排気浄化を図る場合、前述のように排気ガス中のパティキュレートを除去するだけでは十分ではなく、排気ガス中に含まれるＮＯx（窒素酸化物）についても除去する必要があるので、一般的には、排気系から抜き出した排気ガスの一部を吸気系へ戻し且つその吸気系に戻された排気ガスでエンジン内での燃料の燃焼を抑制させて燃焼温度を下げることによりＮＯx（窒素酸化物）の発生を低減するＥＧＲ装置（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation）が併用されているが、近年における排ガス規制の強化に伴い、排気温度の低い運転状態でのＮＯx値を排気ガスの再循環だけで目標値まで低減するのが困難になってきている。
このため、本発明者らは、パティキュレートフィルタに担持されている酸化触媒や、その前段に配置される酸化触媒の存在に着目し、これらを排気温度の低い運転状態で選択還元型触媒として活用することでＮＯxの更なる低減化を図ることを創案するに到り、パティキュレートフィルタに担持されている酸化触媒や、その前段に配置される酸化触媒を従前通りの白金系の酸化触媒とした際に、排気温度の低い条件下で排気ガス中の添加燃料（ＨＣ）を還元剤としてＮＯxを還元浄化し得る性質が存在することを検証実験により確認した。
ここで、選択還元型触媒とは、酸素共存下でも選択的にＮＯxを還元剤と反応させる性質を備えた触媒のことを指し、より具体的には、一般的にディーゼル排ガスには多量の酸素が残存しているため、そのような酸化雰囲気中で還元剤の添加燃料（ＨＣ）と酸素との反応を抑制して選択的に添加燃料（ＨＣ）とＮＯxとの還元反応を促進する性質を備えた触媒のことを指しているが、そもそも、このような性質を持つ触媒として知られている白金，パラジウム等の貴金属触媒は、パティキュレートフィルタに担持されている酸化触媒や、その前段に配置される酸化触媒と成分的に近似するものである。
ただし、パティキュレートフィルタの強制再生を行う場合と同じように、エンジン側でポスト噴射を追加することで燃料を還元剤として添加しようとすると、排気ガス中に添加された燃料がＥＧＲ装置により再循環された際に、その添加燃料がＥＧＲクーラで急冷されて結露し易くなるため、該ＥＧＲクーラの熱交換部にウェットな粘着面が形成されて排気ガス中の煤が付着し、ここに付着堆積した煤と添加燃料との混合物が不完全燃焼の末にコーキングを起こしてこびり付き、ＥＧＲクーラの熱交換部における排気ガスと冷却水との熱交換効率が低下してＥＧＲクーラの冷却性能の低下を招く虞れがあった。尚、パティキュレートフィルタの強制再生時には、ＥＧＲバルブが閉じて排気ガスの再循環が中断されるような制御ロジックが組まれているのが通常である。
また、パティキュレートフィルタに担持されている酸化触媒や、その前段に配置される酸化触媒を、排気温度の低い運転状態で選択還元型触媒として活用できる可能性が見いだせたものの、その上流側に単純に燃料を添加してＮＯxの還元浄化を図るだけでは、現在要求されているような厳しい目標値までＮＯx値を下げることが難しいことも判った。
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、パティキュレートフィルタに担持されている酸化触媒や、その前段に配置される酸化触媒を活用し、排気温度の低い運転状態でＮＯxを効果的に低減し得るようにした排気浄化装置を提供することを目的としている。
本発明は、前段に酸化触媒を装備した触媒再生型のパティキュレートフィルタを排気管途中に介装し、エンジンの各気筒への燃料噴射時にポスト噴射を追加して未燃燃料分を多く残すことで排気ガス中に燃料添加を行い、その添加燃料が前段の酸化触媒上で酸化反応した時の反応熱により後段のパティキュレートフィルタ内の捕集済みパティキュレートを燃焼させて該パティキュレートフィルタを強制再生するようにした排気浄化装置において、前段の酸化触媒より上流側の排気管に排気ガス中のＮＯのＮＯ2への酸化反応を促進するＮＯ2生成触媒を設けると共に、該ＮＯ2生成触媒と前段の酸化触媒との間で排気温度の低い運転状態にて前記ポスト噴射に替わり排気ガス中に燃料を直噴することで燃料添加を行う燃料添加手段を設け、前記ＮＯ 2 生成触媒で生成されたＮＯ 2 が多く存在する雰囲気下で前記燃料添加手段により燃料を添加することにより、パティキュレートフィルタに担持されている酸化触媒や、その前段に配置される酸化触媒で添加燃料とＮＯ 2 との還元反応を促進し得るように構成し、更には、前記燃料添加手段より上流側で排気系から排気ガスの一部を抜き出して吸気系へ再循環し得るように構成したことを特徴とするものである。
このようにすれば、エンジンから排出されて間もない高温の排気ガスがＮＯ2生成触媒に導入されることにより、排気温度の低い運転状態でも比較的容易にＮＯ2生成触媒が活性化し、排気ガス中のＮＯxの大半を占めるＮＯの酸化反応が促進される結果、反応性の高いＮＯ2が効率良く生成されて前段の酸化触媒及びパティキュレートフィルタへと導かれる。
そして、ＮＯ2が多く存在する雰囲気下で燃料添加手段により燃料が排気ガス中に添加されると、パティキュレートフィルタに担持されている酸化触媒や、その前段に配置される酸化触媒により、選択的に添加燃料（ＨＣ）とＮＯ2との還元反応が促進されて効果的にＮＯxが還元浄化される。
この際、排気系から排気ガスの一部を抜き出して吸気系へ戻す排気ガスの再循環を併用しても、吸気系へ再循環される排気ガスは、燃料添加手段より上流側の排気系から抜き出されるようになっているので、燃料添加手段で燃料を添加しても、その添加燃料がＥＧＲクーラの熱交換部に導かれることがなく、ここにウェットな粘着面が形成されて煤と未燃燃料分との混合物がコーキングを起こす虞れが未然に回避され、ＥＧＲクーラの冷却性能の低下が確実に防止される。
他方、酸化触媒の直後のパティキュレートフィルタにおいては、排気温度条件と無関係にパティキュレートが捕集されていくため、パティキュレートとＮＯxの同時低減化が図られることになり、しかも、このパティキュレートフィルタの強制再生を行うに際しては、従前通り排気ガスの再循環を中断してエンジン側でポスト噴射を追加すれば良く、このようにすれば、ポスト噴射で添加された燃料が前段の酸化触媒上で酸化反応し、その反応熱により後段のパティキュレートフィルタ内の捕集済みパティキュレートが燃やし尽くされることになる。
尚、パティキュレートフィルタの強制再生時には、エンジン側でのポスト噴射により添加された燃料の一部がＮＯ2生成触媒上でも酸化処理されることになるため、その反応熱により排気ガスが昇温されてパティキュレートフィルタの強制再生が助勢されることになる。
また、本発明においては、酸素共存下でも選択的にＮＯxを炭化水素と反応させ得る選択還元型触媒をパティキュレートフィルタの後段に追加装備したり、燃料添加手段と前段の酸化触媒との間に追加装備したりすることが可能であり、このようにすれば、選択還元型触媒でも排気ガス中のＮＯxが還元浄化され、排気温度の低い運転状態でＮＯxを還元浄化する機能が更に増強されることになる。
尚、この選択還元型触媒は、ＮＯxの還元浄化を支援するべく補助的に追加装備されているにすぎないため、特に容積の大きなものを用いる必要はなく、選択還元型触媒の追加装備にあたり、その配置スペースを比較的コンパクトに抑えることが可能である。
上記した本発明の排気浄化装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、排気管の上流側にあるＮＯ2生成触媒で反応性の高いＮＯ2を効率良く生成し、このＮＯ2が多く存在する雰囲気下で燃料添加手段により燃料添加を行うことによって、パティキュレートフィルタに担持されている酸化触媒や、その前段に配置される酸化触媒を活用して効果的にＮＯxを還元浄化することができ、しかも、その燃料添加をポスト噴射を利用せずに燃料添加手段により実施してＥＧＲクーラの熱交換部に添加燃料が導かれないようにすることができ、これによりＥＧＲクーラの冷却性能の低下を確実に防止しながら排気ガスの再循環を併用することができるので、排気温度の低い運転状態であっても、従来より低い目標値までＮＯx値を低減することができる。
（ＩＩ）本発明の請求項２、３に記載の発明によれば、パティキュレートフィルタの後段や、燃料添加手段と前段の酸化触媒との間に追加装備した選択還元型触媒によって、選択還元型触媒でも排気ガス中のＮＯxを還元浄化することができるので、排気温度の低い運転状態でＮＯxを還元浄化する機能を増強することができる。
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図１中における１はターボチャージャ２を装備したディーゼルエンジンを示しており、エアクリーナ３から導かれた吸気４が吸気管５を通し前記ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａへと送られ、該コンプレッサ２ａで加圧された吸気４がインタークーラ６へと送られて冷却され、該インタークーラ６から更に吸気マニホールド７へと吸気４が導かれてディーゼルエンジン１の各気筒８（図１では直列６気筒の場合を例示している）に分配されるようになっている。
更に、このディーゼルエンジン１の各気筒８から排出された排気ガス９は、排気マニホールド１０を介しターボチャージャ２のタービン２ｂへと送られ、該タービン２ｂを駆動した排気ガス９が排気管１１を介し車外へ排出されるようにしてある。
そして、この排気管１１の途中には、フィルタケース１２が介装されており、該フィルタケース１２内には、酸化触媒を一体的に担持した触媒再生型のパティキュレートフィルタ１３が収容されており、該パティキュレートフィルタ１３の前段には、フロースルー型の酸化触媒１４が収容されている。
また、排気マニホールド１０における各気筒８の並び方向の一端部と、吸気マニホールド７に接続されている吸気管５の一端部との間がＥＧＲライン１５により接続されており、排気マニホールド１０から抜き出した排気ガス９の一部が水冷式のＥＧＲクーラ１６及びＥＧＲバルブ１７を介して吸気管５に再循環されるようになっており、排気系から吸気系へ再循環された排気ガス９で各気筒８内での燃料の燃焼を抑制して燃焼温度を下げることによりＮＯxの発生を低減し得るようにしてある。
他方、図示しない運転席のアクセルには、アクセル開度をディーゼルエンジン１の負荷として検出するアクセルセンサ１８が備えられていると共に、ディーゼルエンジン１の適宜位置には、その回転数を検出する回転センサ１９が装備されており、これらアクセルセンサ１８及び回転センサ１９からのアクセル開度信号１８ａ及び回転数信号１９ａは、エンジン制御コンピュータ（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）を成す制御装置２０に対し入力されるようになっている。
そして、この制御装置２０においては、ディーゼルエンジン１の各気筒８に燃料を噴射する燃料噴射装置２１に向け燃料の噴射タイミング及び噴射量を指令する燃料噴射信号２１ａが出力されるようになっている。
ここで、前記燃料噴射装置２１は、各気筒８毎に装備される図示しない複数のインジェクタにより構成されており、これら各インジェクタの電磁弁が前記燃料噴射信号２１ａにより適宜に開弁制御されて燃料の噴射タイミング及び噴射量（開弁時間）が適切に制御されるようになっている。
そして、前記制御装置２０では、アクセル開度信号１８ａ及び回転数信号１９ａに基づき通常モードの燃料噴射信号２１ａが決定されるようになっている一方、パティキュレートフィルタ１３の強制再生を行う必要が生じた際に通常モードから強制再生モードに切り替わり、圧縮上死点（クランク角０゜）付近で行われる燃料のメイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い非着火のタイミングでポスト噴射を行うような燃料噴射信号２１ａが決定されるようになっている。
即ち、メイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い非着火のタイミングでポスト噴射が行われると、このポスト噴射により排気ガス９中に未燃の燃料が添加されることになり、この未燃の燃料が熱分解により高濃度のＨＣガスとなって前段の酸化触媒１４で酸化反応し、その反応熱により前段の酸化触媒１４を通過する排気ガス９の温度が大幅に昇温され、この大幅に昇温された排気ガス９がパティキュレートフィルタ１３に導入されて該パティキュレートフィルタ１３の触媒床温度が上げられることにより捕集済みパティキュレートが燃やし尽くされるようにしてある。
尚、前述した制御装置２０においては、ディーゼルエンジン１の回転数と燃料噴射信号２１ａの出力値から判る燃料の噴射量とを抽出し、これら回転数と噴射量とによるパティキュレートの発生量マップからディーゼルエンジン１の現在の運転状態に基づくパティキュレートの基本的な発生量を推定し、この基本的な発生量に対しパティキュレートの発生にかかわる各種の条件を考慮した補正係数を掛け且つ現在の運転状態におけるパティキュレートの処理量を減算して最終的な発生量を求め、この最終的な発生量を時々刻々積算してパティキュレートの堆積量を推定し、その堆積量が所定の目標値に達したものと推定された際に、パティキュレートフィルタ１３の強制再生を行う必要が生じたものと判定されるようになっている。
ただし、このようなパティキュレートの堆積量を推定する方法には各種の考え方があり、ここに例示した推定方法以外の手法を用いてパティキュレートの堆積量を推定することも勿論可能であり、パティキュレートフィルタ１３の前後の差圧に基づいてパティキュレートの堆積量を推定したり、運転時間や走行距離を目安としてパティキュレートの堆積量を推定したりすることも可能である。
また、前述したＥＧＲバルブ１７に対しては、前記制御装置２０から制御信号１７ａが出力されるようになっており、現在の運転状態に応じて前記ＥＧＲバルブ１７が必要なＥＧＲ率を実現し得るよう適切な開度に制御されるようにしてあるが、パティキュレートフィルタ１３の強制再生時には、前記ＥＧＲバルブ１７を閉じて排気ガス９の再循環を中断し得るようにしてある。
そして、このように構成された排気浄化装置に関し、本形態例においては、前段の酸化触媒１４より上流側の排気管１１（タービン２ｂの出口付近）に、排気ガス９中のＮＯのＮＯ2への酸化反応を促進するフロースルー型のＮＯ2生成触媒２２が設けられている。
また、このＮＯ2生成触媒２２と前段の酸化触媒１４との間（フィルタケース１２の入口付近）には、排気ガス９中に燃料を直噴する燃料添加装置２３（燃料添加手段）が設けられ、該燃料添加装置２３のノズル部２４の先端から下流側に向けて燃料が噴射されるようにしてあり、この燃料添加装置２３は、制御装置２０からの燃料添加信号２３ａにより排気温度の低い運転状態にて前記ポスト噴射に替わり排気ガス９中に燃料を直噴することで燃料添加を行うようになっている。
即ち、前記ＮＯ 2 生成触媒２２で生成されたＮＯ 2 が多く存在する雰囲気下で前記燃料添加装置２３により燃料を添加することにより、パティキュレートフィルタ１３に担持されている酸化触媒や、その前段に配置される酸化触媒１４で添加燃料（ＨＣ）とＮＯ 2 との還元反応を促進し得るようにしてある。
即ち、前記ＮＯ 2 生成触媒２２で生成されたＮＯ 2 が多く存在する雰囲気下で前記燃料添加装置２３により燃料を添加することにより、パティキュレートフィルタ１３に担持されている酸化触媒や、その前段に配置される酸化触媒１４で添加燃料（ＨＣ）とＮＯ 2 との還元反応を促進し得るようにしてある。
尚、ここに図示している例においては、フィルタケース１２内におけるパティキュレートフィルタ１３の後段に、酸素共存下でも選択的にＮＯxを炭化水素と反応させ得る選択還元型触媒２５が、ＮＯxの還元浄化を支援するべく補助的に追加装備されている。
而して、このようにすれば、ディーゼルエンジン１から排出されて間もない高温の排気ガス９がＮＯ2生成触媒２２に導入されることにより、排気温度の低い運転状態でも比較的容易にＮＯ2生成触媒２２が活性化し、排気ガス９中のＮＯxの大半を占めるＮＯの酸化反応が促進される結果、反応性の高いＮＯ2が効率良く生成されて前段の酸化触媒１４及びパティキュレートフィルタ１３へと導かれる。
そして、ＮＯ2が多く存在する雰囲気下で制御装置２０からの燃料添加信号２３ａを受けた燃料添加装置２３により燃料が排気ガス９中に添加されると、パティキュレートフィルタ１３に担持されている酸化触媒や、その前段に配置される酸化触媒１４により、選択的に添加燃料（ＨＣ）とＮＯ2との還元反応が促進されて効果的にＮＯxが還元浄化されることになる。
この際、制御装置２０からの制御信号１７ａによりＥＧＲバルブ１７を適切な開度で開けることにより、排気マニホールド１０から排気ガス９の一部を抜き出して水冷式のＥＧＲクーラ１６及びＥＧＲバルブ１７を介し吸気管５に戻す排気ガス９の再循環を併用しても、吸気管５へ再循環される排気ガス９は、燃料添加装置２３より上流側にある排気マニホールド１０から抜き出されるようになっているので、燃料添加装置２３で燃料を添加しても、その添加燃料がＥＧＲクーラ１６の熱交換部に導かれることがなく、ここにウェットな粘着面が形成されて煤と未燃燃料分との混合物がコーキングを起こす虞れが未然に回避され、ＥＧＲクーラ１６の冷却性能の低下が確実に防止される。
また、特に本形態例においては、選択還元型触媒２５をパティキュレートフィルタ１３の後段に追加装備しているので、この選択還元型触媒２５でも排気ガス９中のＮＯxが還元浄化され、排気温度の低い運転状態でＮＯxを還元浄化する機能が更に増強されることになる。
尚、この選択還元型触媒２５は、ＮＯxの還元浄化を支援するべく補助的に追加装備されているにすぎないため、特に容積の大きなものを用いる必要はなく、選択還元型触媒２５の追加装備にあたり、その配置スペースを比較的コンパクトに抑えることが可能である。
他方、酸化触媒１４の直後のパティキュレートフィルタ１３においては、排気温度条件と無関係にパティキュレートが捕集されていくため、パティキュレートとＮＯxの同時低減化が図られることになり、しかも、このパティキュレートフィルタ１３の強制再生を行うに際しては、従前通り排気ガス９の再循環を中断してディーゼルエンジン１側でポスト噴射を追加すれば良く、このようにすれば、ポスト噴射で添加された燃料が前段の酸化触媒１４上で酸化反応し、その反応熱により後段のパティキュレートフィルタ１３内の捕集済みパティキュレートが燃やし尽くされることになる。
尚、パティキュレートフィルタ１３の強制再生時には、ディーゼルエンジン１側でのポスト噴射により添加された燃料の一部がＮＯ2生成触媒２２上でも酸化処理されることになるため、その反応熱により排気ガス９が昇温されてパティキュレートフィルタ１３の強制再生が助勢されることになる。
従って、上記形態例によれば、排気管１１の上流側にあるＮＯ2生成触媒２２で反応性の高いＮＯ2を効率良く生成し、このＮＯ2が多く存在する雰囲気下で燃料添加装置２３により燃料添加を行うことによって、パティキュレートフィルタ１３に担持されている酸化触媒や、その前段に配置される酸化触媒１４を活用して効果的にＮＯxを還元浄化することができ、しかも、その燃料添加をポスト噴射を利用せずに燃料添加装置２３により実施してＥＧＲクーラ１６の熱交換部に添加燃料が導かれないようにすることができ、これによりＥＧＲクーラ１６の冷却性能の低下を確実に防止しながら排気ガス９の再循環を併用することができるので、排気温度の低い運転状態であっても、従来より低い目標値までＮＯx値を低減することができる。
また、本形態例においては、選択還元型触媒２５をパティキュレートフィルタ１３の後段に追加装備しているので、この選択還元型触媒２５でも排気ガス９中のＮＯxを還元浄化することができ、排気温度の低い運転状態でＮＯxを還元浄化する機能を更に増強することができる。
図２は本発明の別の形態例を示すもので、本形態例においては、選択還元型触媒２５を燃料添加装置２３と前段の酸化触媒１４との間に追加装備するようにしており、このようにすれば、選択還元型触媒２５が前段の酸化触媒１４及びパティキュレートフィルタ１３より上流側に配置されることによって、選択還元型触媒２５の触媒床温度が上がり易くなり、排気温度の低い運転状態でＮＯxを還元浄化する機能の更なる増強が期待できる。
ただし、酸化触媒１４の前に選択還元型触媒２５が配置されることでパティキュレートフィルタ１３の強制再生の効率が下がる懸念があり、パティキュレートフィルタ１３の再生効率を重視するならば、先の図１の形態例の如きパティキュレートフィルタ１３の後段に選択還元型触媒２５を配置した方が好ましいと言える。
尚、本発明の排気浄化装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
１ ディーゼルエンジン（エンジン）
４ 吸気
５ 吸気管
８ 気筒
９ 排気ガス
１０ 排気マニホールド
１１ 排気管
１３ パティキュレートフィルタ
１４ 酸化触媒
１５ ＥＧＲライン
２０ 制御装置
２１ 燃料噴射装置
２２ ＮＯ2生成触媒
２３ 燃料添加装置（燃料添加手段）
２５ 選択還元型触媒
４ 吸気
５ 吸気管
８ 気筒
９ 排気ガス
１０ 排気マニホールド
１１ 排気管
１３ パティキュレートフィルタ
１４ 酸化触媒
１５ ＥＧＲライン
２０ 制御装置
２１ 燃料噴射装置
２２ ＮＯ2生成触媒
２３ 燃料添加装置（燃料添加手段）
２５ 選択還元型触媒
Claims (3)
- 前段に酸化触媒を装備した触媒再生型のパティキュレートフィルタを排気管途中に介装し、エンジンの各気筒への燃料噴射時にポスト噴射を追加して未燃燃料分を多く残すことで排気ガス中に燃料添加を行い、その添加燃料が前段の酸化触媒上で酸化反応した時の反応熱により後段のパティキュレートフィルタ内の捕集済みパティキュレートを燃焼させて該パティキュレートフィルタを強制再生するようにした排気浄化装置において、前段の酸化触媒より上流側の排気管に排気ガス中のＮＯのＮＯ2への酸化反応を促進するＮＯ2生成触媒を設けると共に、該ＮＯ2生成触媒と前段の酸化触媒との間で排気温度の低い運転状態にて前記ポスト噴射に替わり排気ガス中に燃料を直噴することで燃料添加を行う燃料添加手段を設け、前記ＮＯ 2 生成触媒で生成されたＮＯ 2 が多く存在する雰囲気下で前記燃料添加手段により燃料を添加することにより、パティキュレートフィルタに担持されている酸化触媒や、その前段に配置される酸化触媒で添加燃料とＮＯ 2 との還元反応を促進し得るように構成し、更には、前記燃料添加手段より上流側で排気系から排気ガスの一部を抜き出して吸気系へ再循環し得るように構成したことを特徴とする排気浄化装置。
- 酸素共存下でも選択的にＮＯxを炭化水素と反応させ得る選択還元型触媒をパティキュレートフィルタの後段に追加装備したことを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
- 酸素共存下でも選択的にＮＯxを炭化水素と反応させ得る選択還元型触媒を燃料添加手段と前段の酸化触媒との間に追加装備したことを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
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